第5章:金属纳米颗粒和环糊精的催化应用。

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本章重点介绍了环糊精在以金属纳米颗粒为活性相的催化中的几种历史作用;无论催化剂的性质如何,都是指溶剂分散的纳米颗粒或固定在支架上的纳米颗粒。事实上,自1983年Komiyama和Hirai的首次研究以来,环糊精作为金属纳米催化剂的稳定剂已被广泛研究。通过使用更复杂的环糊精为基础的保护剂,提高了所得到的纳米颗粒的稳定性、催化活性和可回收性。从最初使用原生环糊精的研究到以环糊精为基础的聚合物或罗塔克斯坦,原生环糊精和功能化环糊精已经证明了它们通过不同的稳定特性(静电、立体和电斯特)保护金属纳米颗粒不发生团聚的能力。本章所报道的大多数实例都清楚地表明了
基于环糊精的体系与游离环糊精对照品相比,改善了金属纳米颗粒的平均尺寸减小和分散性,从而提高了其催化活性。根据一些研究,环糊精也可以通过其类似糖的还原性作为金属前体的还原剂。

由于金属纳米颗粒表面的动态组织,环糊精的经典传质特性也被利用,溶剂分散的纳米颗粒或固定在支架上的纳米颗粒。催化活性的提高通常要归功于底物和环糊精之间通过疏水相互作用形成的包合物。在某些情况下,这种包合物复合物还可以通过抑制一些副反应来提高反应的选择性。环糊精还可以作为剂,通过形成超分子水凝胶,金属纳米颗粒可以嵌入其中,从而得到约束性催化体系。这种限制可以提高反应的选择性,通过增强底物和金属颗粒之间的接近性来提高催化活性,还可以提高稳定性,从而延长使用寿命,这从经济的角度来看是非常重要的。

环糊精和聚合物在物理混合物中的组合以及作为环糊精基的 最近,环糊精直接加入到聚合物结构中,已被证明是非常有前途的使用纳米颗粒分散到溶剂中或固定在环糊精聚合物上,它可以起到稳定剂的作用,也可以起到支持的作用。

Noël, S., Ponchel, A., Sadjadi, S., Monflier, E., Léger, B. (2020) Metal Nanoparticles and Cyclodextrins for Catalytic Applications. In: Crini, G., Forurmentin, S., Lichtfouse, E. (eds.) The History of Cyclodextrins. Springer, New York. pp. 219-279. https://www.springer.com/gp/book/9783030493073

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